Реферат з біології

Ботаніка як наука

Ботаніка — це наука про рослини, їх будову, життєдіяльність, поширення
і походження. Цей термін походить від грецького слова botane, що означає
«трава», «рослина», «овоч», «зелень».

Ботаніка як наука сформувалася близько 2300 років тому.
Основоположниками її були видатні діячі стародавнього світу — Арістотель
(384-322 pp. до н. е.) і Теофраст (370-286 pp. до н. е.). Вони
узагальнили накопичені дані про різноманітність рослин та їхні
властивості, способи культивування, розмноження і використання,
географічне поширення. Теофрасту було відомо близько 500 видів корисних
рослин не лише європейських видів, а й завезених із східних країн.

Перші праці з ботаніки писались латинською та грецькою мовами, а тому й
досі в усіх країнах світу ця наука рясніє термінами, які мають в основі
слова з цих мов. Це ускладнює вивчення предмета, але полегшує
ознайомлення зі світовою ботанічною літературою.

Нині ботаніка — багатогалузева наука, яка вивчає як окремі рослини, так
і сукупності їх — рослинні угруповання, з яких формуються луки, степи,
ліси тощо. Структура і закономірність росту рослин, залежність їх від
навколишнього середовища, закономірності поширення й розподілу окремих
видів і всього рослинного покриву на земній кулі, походження та еволюція
світу рослин, причини його різноманітності і класифікація, запаси у
природі господарське цінних рослин і шляхи раціонального використання
їх, розробка наукових основ введення в культуру нових кормових,
лікарських, плодових, овочевих, технічних та інших рослин — ось далеко
не повний перелік питань, які вивчають ботанічні науки.

На сьогодні науці відомо понад 500 тис. видів рослин і близько 1500 тис.
видів тварин. Проте забруднення повітря й води, знищення лісів,
застосування отрутохімікатів спричиняють порушення існуючих у біосфері
екологічних зв’язків. Це призводить до найнесприятливіших наслідків —
зникнення окремих видів. Отже, одне з першочергових завдань ботаніки —
це розробка наукових основ охорони природних і рослинних ресурсів.
Особлива увага приділяється вивченню й збереженню рідкісних і зникаючих
рослин, що занесені у Червону книгу, оскільки з втратою кожного виду не
лише зменшується різноманітність рослин, а й порушується стійкість
рослинного угруповання, збалансована протягом багатьох тисяч років.

Виникнення рослинного світу і коротка історія його розвитку

Рослини, які є в даний період на Землі, з’явились не відразу. Рослинний
світ розвивався поступово — від простих організмів до складних. Вперше
рослини, як і взагалі життя, виникли у воді. Саме перші представники
рослинного світу були найпростішими організмами. В процесі еволюції вони
ускладнились і пристосувались до навколишнього середовища.

Зародження і розвиток рослинного світу тісно пов’язаний з історією
земної поверхні. Палеоботаніка вивчає рештки колишніх рослин, які
збереглися в земній корі, і дає уявлення про історію рослинного світу.
Рештки давніх рослин можуть зберігатися в земній корі дуже довго в тих
випадках, коли вони кам’яніють або залишають відбитки в осадових
породах. Осадові породи часто ховають занесені й осілі на дно листки,
плоди тощо.

Геологія всю історію земної кори поділяє на п’ять ер, а кожну еру на
періоди, кожний період — на епоху (табл. 1).

Для кожної геологічної ери і її періодів характерний розвиток певних
груп рослин і тварин. Найдавніша ера — архейська. Вона тривала понад 900
млн. років. Під час архейської ери, очевидно, з’явилися бактерії,
оскільки у відкладах земної кори, що належать до цієї ери, є сліди
діяльності залізобактерій. Мабуть, наприкінці архейської ери з’явились
синьозелені водорості.

У протерозойську еру з’явились складніші рослинні організми у вигляді
більш високо організованих за будовою водоростей.

Палеозойська ера характеризується ще більшим ускладненням форм
рослинного світу. На початку цієї ери рослинний світ був представлений
водними рослинами у вигляді водоростей (зелені, бурі, червоні). В цю ж
еру виникли перші наземні рослини — псилофіти, які в девонський період
палеозойської ери були домінуючими рослинами суші. Наприкінці
палеозойської ери відбулося вимирання деревоподібних плаунів і хвощів;
з’явились папоротеподібні, хвойні, саговникові.

Для мезозойської ери характерний розквіт голонасінних рослин. В юрський
період цієї ери з’явились бенетити, які вважаються прототипами квіткових
рослин, а наприкінці юрського періоду —

Таблиця 1. Послідовний розвиток рослинного і тваринного світу в різні
геологічні ери

Ера та її тривалість Період Органічні форми

Архейська, 900 млн. років або більше

Протерозойська, 2030 млн. років

Палеозойська, 360 млн. років

Мезозойська, 140 млн. років

Кайнозойська, 60 млн. років

Нижній протерозой, Верхній протерозой Кембрійський Силурійський

Девонський

Кам’яновугільний

Пермський

Тріасовий

Юрський

Крейдовий

Третинний

Антропогенний Виникло життя у водоймах, можливо синьозелені водорості.
Найпростіші

Різні водорості. Живі форми поділилися на рослинні та тваринні
(безхребетні)

Червоні водорості Бурі водорості. Перші наземні рослини (псилофіти)

Гриби. Плауни великих розмірів. Папороті. Хвощові дерева. Ліси
великих деревовидних папоротей. Насінні папороті Риби. Наземні хребетні
амфібії

Клімат став більш вологим і теплим. У повітрі збільшився вміст
кисню і вуглекислоти. Деревовидні папороті досягли 40 и заввишки.
Нагромадилося кам’яне вугілля.

З’явилися голонасінні.

Утворився грунт, багатий на перегній. Розвинулися комахи.

Перші плазуни

Клімат став сухішим і холоднішим. Вимерли деревовидні плауни, хвощі.
Розвинулись хвойні, гінкгові, саговникові. Розвинулися плазуни

Панування голонасінних рослин. Розвинулися плазуни (динозаври)

Розквіт голонасінних, бенетитові. Вимерли насінні папороті. Поява перших
покритонасінних рослин. Примітивні ссавці. Перші птахи

Розквіт хвойних (кипарисових, тисових та ін.). Розвинулися
покритонасінні (дуб, верба, магнолія, фігове дерево, клен, виноград,
тополя тощо).

Пальми.

Вимерло багато плазунів. Розвинулися комахи, що живилися нектаром
квіток

Клімат став теплішим. Ліси широколистяних порід. Розквіт ссавців.

На кінець періоду почалося похолодання на півночі.

Виникнення предків людини

Північна півкуля вкрилася льодом, який рухався на південь і ховав
рослинний покрив. Наступне потепління призвело до танення
льодовиків. Трав’янисті, близькі до сучасних, рослин.

Виникнення людини і розвиток культурних рослин

квіткові — покритонасінні рослини, які стали швидко, поширюватися на
всій Землі.

Кайнозойська ера, яка продовжується і в даний час, характеризується
різким зменшенням голонасінних рослин і буйним розквітом покритонасінних
(квіткових) рослин.

На Землі весь час відбувалася зміна клімату, поверхні, що призвело до
зміни середовища, під впливом якого виникли нові форми рослин, а
природний відбір знищував усе недосконале і зберігав найбільш
життєздатне. Так створювались різноманітні форми рослин.

В історії розвитку рослинного світу можна виділити 6 основних епох, у
кожній з яких спостерігалось домінування окремих груп рослин. Це епохи:

1) бактерій і близьких до них організмів;

2) водоростей;

3) псилофітів, які почали свій розвиток у воді, а потім вийшли на
сушу;

4) виникнення і розвитку гігантських теломофітів (плаунів, хвощів,
папоротей);

5) голонасінних;

6) покритонасінних, або квіткових, рослин.

Подібність і відмінність між рослинами і тваринами

Повітря, гірські породи, мінерали і живі речовини складаються з одних і
тих самих хімічних елементів. У природі немає жодного хімічного елемента
живих організмів, який би не зустрічався у неживій природі. Цим
підтверджується спільність живої і неживої природи. Визначено, що
хімічні сполуки, з яких складається нежива природа, набагато простіші
від сполук, які є в живій природі. Так, у рослинах переважають
вуглеводні сполуки, що складаються з вуглецю, кисню, водню і білків, в
яких, крім згаданих речовин, є азот, сірка, фосфор, магній, калій,
кальцій, залізо та інші речовини.

Складні сполуки вуглеводів і білків е результатом життєвих процесів
рослин: потрібні для цих процесів речовини рослини засвоюють з повітря і
ґрунту. Енергію, за рахунок якої утворюються складні органічні сполуки,
рослини беруть від Сонця.

Усі життєві процеси, що відбуваються в організмі, тісно пов’язані з
середовищем, в якому він перебуває. Середовище впливає також на
інтенсивність обміну речовин, на процеси росту і розвитку організмів.

Обміном речовин називається процес засвоєння організмом речовин, розпад
певної частини їх і виділення непотрібних з організму. Обмін речовин —
загальна властивість, характерна для всіх живих організмів. Обмін
речовин у неживому (горіння свічки, іржавіння заліза, руйнування скель)
у процесі їх взаємодії з середовищем призводить до руйнування цих
речовин. Тому відмінною властивістю живого є те, що в процесі обміну
речовин воно самооновлюється, росте, розвивається, в той час як неживе
під час обміну речовин з середовищем руйнується. Живе, ізольоване від
зовнішнього середовища, гине, а неживе, навпаки, зберігається.

На Землі є два світи живих організмів: рослин і тварин, які розвивалися
паралельно.

Рослини і тварини мають спільне походження і їх виникнення на Землі
відноситься до далекого минулого, яке обчислюється мільйонами років.

Рослини і тварини виникли у процесі довгої еволюції, тобто в процесі
історичного розвитку від спільних предків — примітивних форм життя.
Рослини і тварини, які мають спільних предків, мають багато подібних рис
і одночасно значною мірою відрізняються один від одного. Рослинним і
тваринним організмам властивий обмін речовин, живлення, ріст, рух,
подразливість тощо. Особливо багато подібних рис спостерігається у
нижчих (примітивних) рослин і тварин. Наприклад, мікроскопічне дрібні
одноклітинні організми — евглени — ботаніки нерідко відносять до рослин,
а зоологи — до тваринного світу.

В той жес час між вищими рослинами і тваринами є чимало відмінностей.
Головна відмінність полягає в тому, що зелені рослини можуть існувати
незалежно від тварин. У клітинах переважної більшості рослин є хлорофіл.
Завдяки наявності хлорофілу, який міститься в пластидах, зелені рослини,
використовуючи енергію Сонця, можуть засвоювати вуглекислий газ з
повітря. З елементів цього газу і води в рослині утворюються вуглеводи,
потім внаслідок поєднання їх з іншими речовинами — різні органічні
сполуки.

Організми, що живляться неорганічними речовинами і синтезують _із них
органічні речовини свого тіла, називаються автотрофними. Дійних належать
вищі зелені рослини, водорості та деякі види бактерій, які синтезують за
допомогою світлової енергії органічні речовини з неорганічних і тому
називаються фототрофними.

До автотрофних організмів також належать деякі види бактерій, які можуть
у процесі життя окислювати оксид заліза, аміак та інші неорганічні
речовини і звільнену при цьому хімічну енергію використовувати для
синтезу органічної речовини, утворюючи в процесі життя різні продукти
життєдіяльності. Їх називають хемотрофним.

Тварини не можуть утворювати органічні речовини з неорганічних, у них
відсутні пластиди. Вони живляться або безпосередньо рослинами, або
органічними сполуками, які накопичуються в рослинах, переробляючи ж у
своїх органах у специфічні речовини. Організми, які живляться готовими
органічними речовинами і з них будують своє тіло, називаються
гетеротрофними. До таких організмів належать: віруси, більшість видів
бактерій, гриби, тварини і людина. Ті з гетеротрофних організмів, які
живляться мертвими органічними речовинами (з трупів рослин і тварин),
називають сапрофітами, а організми, які живляться живими органічними
речовинами рослин і тварин, називають паразитами. Паразити спричиняють
хвороби рослин, тварин і людини.

Проте серед рослин є деякі незелені представники, які живляться готовими
органічними речовинами,— це бактерії, слизовики, гриби та деякі квіткові
рослини (повитиця, вовчок).

Більшість рослин відрізняється від тварин нерухомим способом життя, а
також здатністю рослин рости до самої смерті, а у тварин, як правило,
ріст припиняється у певному віці.

Значення рослин у житті природи і людини

Завдяки здатності до фотосинтезу рослини постійно поповнюють неминучі
(внаслідок життєдіяльності гетеротрофних організмів, а також виробничої
діяльності людини) втрати органічних сполук на планеті; нагромаджують у
продуктах фотосинтезу велику кількість хімічної енергії; підтримують
потрібний для існування більшості організмів рівень кисню в атмосфері;
запобігають нагромадженню в атмосфері надлишку вуглекислого газу.

У процесі мінералізації органічних речовин ґрунту винятково важливу роль
відіграють бактерії і гриби. Рослинність істотно впливає на клімат. Вона
зв’язує родючі часточки поверхневих шарів ґрунту, запобігає їх змиву та
ерозії грунтів. Деякі форми рослинності зумовлюють нагромадження води на
поверхні землі та сприяють утворенню боліт.

Життя людини та її культура також тісно пов’язані з рослинами.
Найціннішим продуктом, який отримує людина від рослини, є їжа. Основними
хлібними рослинами є пшениця, рис, ячмінь, які введені в культуру понад
6 тис. років тому, овочевими — картопля, капуста, морква, буряк, огірки,
баклажани тощо. Плодові рослини так само, як і овочеві, містять багато
сполук (цукри, органічні кислоти, вітаміни, дубильні речовини,
мінеральні солі), які необхідні для життя людини. Особливе значення в
живленні людини та тварин мають зернобобові культури — горох, квасоля,
соя, боби. Велику калорійність має продукт також рослинного походження —
олія. Основними олійними рослинами є соняшник, ріпак, гірчиця. Олію
споживають і використовують в лакофарбовій промисловості. Серед рослин є
багато таких, що використовуються як ліки. Добре відомі такі лікарські
рослини, як горицвіт, беладонна, м’ята, щавлія лікарська, подорожник,
липа, аніс, алтея лікарська наперстянка тощо.

Для озеленення міст і сіл у розсадниках вирощують дерева, кущі і
трав’янисті рослини, що мають пишну зелень і квіти. У паркових
насадженнях часто можна зустріти клени, липу, в’яз, пірамідальну тополю,
плакучу вербу, ялину, тую, ялівець, бузок, багато сортів троянд, жоржин,
хризантем, спірею та ін.

Деревина таких рослин, як дуб, бук, граб, ялина, сосна, береза тощо,
використовується не тільки як будівельний матеріал, а й у
целюлозно-паперовій, лісохімічній промисловості, а також як паливо.

Отже, у житті людини важливу роль відіграють квіткові рослини. Культура,
добробут, технічний прогрес неможливі без вищих рослин. Проте велике
значення в діяльності людини мають і нижчі рослини. Особливо цінними є
молочно-кислі бактерії, за наявності яких скисає молоко, квасяться
капуста, огірки, помідори.

Під час випікання хліба, на спиртових виноробних і пивоварних заводах
використовують дріжджові гриби.

Основні розділи ботаніки

У процесі свого розвитку ботаніка диференціювалась на велику кількість
окремих розділів, які тісно пов’язані між собою і в той же час можуть
розглядатись як самостійні ботанічні дисципліни.

Морфологія рослин вивчає зовнішню будову, форму окремих органів, зв’язок
з умовами середовища, закономірності утворення і зміни в процесах
еволюційного розвитку.

Цитологія рослин вивчає будову і життєдіяльність клітин.

Гістологія рослин досліджує рослинні тканини та їхній розподіл в органах
рослин.

Як особливий розділ виділяють анатомію рослин, яка за допомогою
мікроскопа вивчає будову рослин і звичайно включає цитологію і
гістологію.

Ембріологія рослин вивчає зародження і ранні етапи розвитку рослин.

Генетика рослин вивчає закони спадковості і мінливості.

Фізіологія рослин досліджує життєві процеси (обмін речовин, ріст,
розвиток тощо).

Систематика рослин класифікує рослини, визначає споріднені відношення
між рослинами, визначає, до якого виду, роду, родини, порядку, відділу
належить дана рослина, відтворює шляхи еволюційного розвитку рослинного
світу.

Палеоботаніка — наука про викопні рослини минулих геологічних періодів.

Географія рослин (фітогеографія) — великий розділ ботаніки, основним
завданням якого є вивчення закономірностей поширення і розподілу рослин
та їх угруповань на суходолі і у воді.

Екологія рослин. Життя рослин залежить від навколишнього середовища
(клімату, ґрунту тощо), але й рослини, в свою чергу, впливають на
створення цього середовища — беруть участь у формотворчому процесі,
змінюють клімат. Завдання екології — вивчення будови і життя рослин у
зв’язку з навколишнім середовищем.

Похожие записи